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非随机双液体模型

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不同压力下,以NRTL模型拟合氯仿甲醇混合物的汽液平衡关系。

非随机双液体模型(英语:Non-Random Two-Liquid Model[1]),简称NRTL模型,是一个描述化合物活性系数)与液相莫耳分率)关系的活性系数模型。经常被应用于化学工程领域以进行相平衡计算。NRTL模型概念是基于威尔逊假说,即分子周围的局部浓度与整体浓度不同;不同的原因在于中心分子和同种分子的相互作用能量()与和异种分子者()不同。此能量差也在局部层面引入非随机性。NRTL模型属于所谓的局部组成模型。其他的这类模型有威尔逊模型、UNIQUAC英语UNIQUAC模型以及官能基贡献模型UNIFAC英语UNIFAC等。由于假设分子与分子周围局部组成无关,因此当这类局部组成模型被应用在单一真实混合物流体时,在热力学上并不一致。前述的假设已被Flemr于1976年证实为非真实的了[2]。不过,当应用在假设双液体模型时是一致的[3]

推导

如Wilson(1964年)、Renon与Prausnitz(1968年)等人从局部组成理论出发[4],但与Wilson等人使用弗洛里-哈金斯(Flory-Huggins)体积表示式不同,NRTL模型假设局部组成如下:

其中包含新的“非随机性”参数α。过剩吉布斯能则可由下式表示:

.

与Wilson方程式不同,NRTL模型可以预测部分混溶的混合物。

参考文献

  1. ^ Renon H., Prausnitz J. M., "Local Compositions in Thermodynamic Excess Functions for Liquid Mixtures", AIChE J., 14(1), S.135–144, 1968
  2. ^ McDermott (Fluid Phase Equilibrium 1(1977)33) and Flemr (Coll. Czech. Chem.Comm., 41 (1976) 3347)
  3. ^ Hu, Y.; Azevedo, E.G.; Prausnitz, J.M. The molecular basis for local compositions in liquid mixture models. Fluid Phase Equilibria. 1983, 13: 351–360 [2019-12-13]. doi:10.1016/0378-3812(83)80106-X. (原始内容存档于2019-12-13). 
  4. ^ Renon, Henri; Prausnitz, J. M. Local compositions in thermodynamic excess functions for liquid mixtures. AIChE Journal. 1968, 14 (1): 135–144. ISSN 1547-5905. doi:10.1002/aic.690140124 (英语).